Выбор рациональной схемы расчета облучательных установок для тепличных технологий Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

субстратов кормопродуктов [Текст] / Автореф. дис. канд. техн. наук. / Е.А. Денисенко - Краснодар. - 2013. - 24 с.

© Денисенко Е.А., Бондарчук А.В., 2016

УДК 631.544.45:621.327.532

П.П. Долгих

к.т.н, доцент М.В. Самойлов

старший преподаватель Институт энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ» г. Красноярск, Российская Федерация

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАСЧЕТА ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ТЕПЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Аннотация

Методика проектирования облучательных установок для теплиц, основанная на использовании семейства кривых силы света имеет свое практическое применение при низких уровнях облученности Е<50 Вт/м2 ФАР. При более высоких уровнях облученности рационально производить расчет на основании продольной кривой светораспределения.

Ключевые слова

Облучательные установки для теплиц, методы расчета, кривые силы света, графики облученности.

Одним из показателей, характеризующих расход электроэнергии в облучательных установках, является неравномерность облученности, обуславливаемая дискретностью шкалы мощностей источников излучения, шагом их расстановки и расстоянием между рядами облучателей. Как правило, расстояние между рядами облучателей определяется конструкцией строительной части здания, наличием инженерных коммуникаций в межферменном пространстве и доступностью обслуживания. От этих же факторов зависит и шаг расстановки облучателей при их размещении. При проектировании искусственного облучения необходимо достижение облученности на хуже нормируемой в любой из контрольных точек, что приводит к завышению облученности в некоторых других контрольных точках вследствие световых потоков от большого числа облучателей. Кроме этого, при запылении отражающих поверхностей светильника и при многократных чистках происходит необратимое изменение кривой силы света облучательной установки, что влечет за собой неравномерное облучение растений. Такая проблема решается в обычных системах облучения установкой дополнительных облучателей, что приводит к дополнительному энергопотреблению [1].

Проектирование систем облучения по известной методике, представленной в [2] ведется из представления о том, что облучатель представляется точечным круглосимметричным источником и высота его подвеса И> 0,5 метра над приемником. При это расчет ведется с применением только продольной КСС. Однако, для некруглосимметричных облучателей с разными типами КСС в продольной и поперечной плоскости возникает вопрос о точности указанной в [2] методики. Погрешность в расчетах может привести либо к завышенному энергопотреблению, либо к низкому качеству урожая.

Цель работы - обосновать целесообразность и определить область применения методики расчетов облучательных установок по продольной кривой светораспределения.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

Известно [3], что большая часть тепличных предприятий РФ обеспечено новым энергоэкономичным светотехническим оборудованием на основе современных высокоэффективных натриевых ламп высокого давления (НЛВД) мощностью 400-600 Вт и металлогалогенных ламп (МГЛ) мощностью 1000-2000 Вт для дополнительного облучения растений и светокультуры.

Для исследований была выбрана система облучения на базе облучателя ЖСП37-400-001. На рисунке 1 представлен внешний вид облучателя с кривыми силы света (КСС), в таблице 1 приведены основные характеристики.

Г* S* 2С Z? & 35" Uf l?

а 6

Рисунок 1 - Облучатель ЖСП37-400-001: а - внешний вид; б - кривая силы света (1 - поперечная; 2 - продольная; 3 - под углом 45 )

Таблица 1

Характеристики облучателя ЖСП37-400-001

Тип Число, шт., и мощность лампы, Вт Класс светораспределения по ГОСТ 17677-82 Тип кривой силы света по ГОСТ 17677-82 Световой поток, клм Ток, А кпд, %, не менее Степень защиты по ГОСТ 14254-96 Тип патрона

в продольной плоскости в поперечной плоскости

ЖСП37-400-001 с 1x400 П Осевая Л 55 2,2 80 IP21 Е40

лампой Philips SON-T

Agro 400

Рассчитываем по методике [2] основные параметры облучательной установки для создания облученности Ei=25 Вт/м2 ФАР; Е2=50 Вт/м2 ФАР, £3=100 Вт/м2 ФАР, рекомендуемой в большинстве тепличных агротехнологий [4].

Горизонтальная облученность, Е, Вт/м2 ФАР в точке от одного облучателя

I • cos3а-кл

ЕФ = „2 ^ , О

_V

И2

где 1а - сила света облучателя в направлении расчетной точки, кд; кф - коэффициент перевода светового потока источника в поток ФАР, Вт/м2; к - высота подвеса, м. кф=0,0023 [5].

Расчет установки проводим по минимальной облученности. При этом коэффициент минимальной облученности

_

г = > 0,8, (2) _

ф.тах

где Еф.тт, Еф.тах - минимальная и максимальная облученность, Вт/м2 ФАР.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

В результате расчетов получили данные, представленные на рисунке 2.

Е. Brti ФАР

Е. ВтЛ1: ФЛР

F. Вт/мг ФЛР

а о,1 о,г ад о,1 в,s о.ь о.т ад ад i >4 и 13 M i,s

6»

—^ДЛА продольной КСС —Щ-Дпцгапгоечь^ж КОС —■— Л/1 н КСС ¿5 в

Рисунок 2 - Графики облученности: а - при высоте подвеса облучателя h=0,7 м и коэффициенте неравномерности z=0,87 Ет„=100 Вт/м2 ФАР; б - при высоте подвеса облучателя h=1 м и коэффициенте неравномерности z=0,89 Ет„=50 Вт/м2 ФАР; в - при высоте подвеса облучателя h=1,4 м и коэффициенте неравномерности z=0,87 Ет„=25 Вт/м2 ФАР

По графикам облученности рассчитываем количество облучателей, необходимых для создания разных уровней облученности для культиватора (камеры, теплицы, фитотрона), например, размерами А (длина)=60м, B (ширина)=12м. Результаты расчета представлены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты расчета облучательных установок для тепличной технологии по двум схемам

Показатель Данные при Е=100 Вт/м2 ФАР Данные при Е=50 Вт/м2 ФАР Данные при Е=25 Вт/м2 ФАР

по традиционной методике(по продольной КСС) по трем КСС по традиционной методике(по продольной КСС) по трем КСС по традиционной методике(по продольной КСС) по трем КСС

Количество облучателей, N, шт 300 424 192 176 124 118

Из полученных данных можно сделать следующие выводы: 1. При высоких уровнях облученности (£>100 Вт/м2 ФАР) целесообразно использовать методику расчета по продольной кривой светораспределения. 2. При низких уровнях облученности (£<50 Вт/м2 ФАР) целесообразно при расчетах пользоваться всем семейством кривых для данного облучателя. 3. Необходимо экспериментальное подтверждение объективности выбираемых методик расчета.

Список использованной литературы: 1. Долгих П.П. О применении методов оптимизации больших систем при решении светотехнических задач / П.П. Долгих, Я.А. Кунгс // Вестник КрасГАУ №6. Красноярск 2004. С.184-187.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070

2. Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению / В.И. Баев // Учебное пособие для ВУЗов. - М.: КолосС, 2008. - 191 с.

3. Малышев В.В. Повышение эффективности облучательных установок для теплиц / В.В. Малышев: Диссертация ... канд. техн. наук. - Москва, 2007. - 218 с.

4. Тихомиров А.А. Спектральный состав света и продуктивность растений / А.А. Тихомиров, Г.М. Лисовский, Ф.Я. Сидько // Новосибирск: Изд-во Наука. Сиб. Отд-ние, 1991. - 168 с.

5. Joachim Meyer. AEL: Arbeitsgemeinschaft für Elektrizitätsanwendung in der Landwirtschaft e.V.: Pflanzenbelichtung, Heft 3/1994, Bonn. 84 S.

© Долгих П.П., Самойлов М.В., 2016

УДК 62-52

Д.Н. Дюнова,

К.т.н., доцент СКГМИ (ГТУ) г. Владикавказ, Российская Федерация

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ЗАПАСА ПО ИДЕНТИФИЦИРУЕМОСТИ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Аннотация

Введена количественная характеристика, определяющая запас по идентифицируемости замкнутых систем регулирования, которая может быть использована для предварительного анализа их идентифицируемости. Приведены результаты исследования запаса по идентифицируемости замкнутой системы от величины запаздывания.

Ключевые слова

замкнутая системы регулирования, запас по идентифицируемости, число обусловленности матрицы,

законы регулирования

Исследование проблемы количественного определения возможности оценивания значений параметров замкнутой системы нашло отражение в создании методики определения запаса по идентифицируемости замкнутых систем. В данной работе представлены результаты исследования величины запаса по идентифицируемости замкнутой системы от времени запаздывания в ней. Рассматривается линейный объект, выходная переменная которого стабилизируется относительно своего постоянного значения (рис.1).

На схеме приняты обозначения: у - выходная переменная системы, х - наблюдаемая выходная переменная, и - управляющее воздействие, V, ^ - неконтролируемые стационарные случайные процессы типа дискретного белого шума с нулевым математическим ожиданием, Т - известное запаздывание в объекте по каналу передачи управляющего воздействия.

Рисунок 1 - Функциональная схема системы регулирования